【文章內(nèi)容簡介】 驗(yàn)測定的。當(dāng)泵輸送的液體，它的粘度、密度等與20℃清水不相同時(shí)還需要進(jìn)行特性換算，才能得到該工作液體的數(shù)據(jù)。圖13 離心泵的性能曲線三、離心泵特性曲線的作用①HQ特性是選擇泵和操作使用泵的主要依據(jù)。HQ特性曲線有“陡降”、“平坦”以及“駝峰”之分。具有“平坦”特性的泵，其特點(diǎn)是在流量Q變化較大時(shí)揚(yáng)程H變化不大；具有“陡降”特性的泵，則當(dāng)揚(yáng)程H變化較大時(shí)流量Q的變化不大；具有“駝峰”特性的泵，則容易發(fā)生不穩(wěn)定工況，在選擇離心泵時(shí)要注意這些特性。如實(shí)際生產(chǎn)使用中流量Q變化較大，但輸出高度恒定時(shí)，應(yīng)盡可能選用具有平坦型特性曲線的離心泵。②離心泵的NQ特性曲線是合理選擇電動(dòng)機(jī)功率和操作或啟動(dòng)泵的依據(jù)。因特性曲線給出各流量Q對(duì)應(yīng)下的功率大小。從NQ特性曲線上還可以看出啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)選擇消耗功率最小的工況下，以減少啟動(dòng)電流，保護(hù)電動(dòng)機(jī)，故啟動(dòng)時(shí)應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥。③離心泵的ηQ特性曲線是檢查泵工作經(jīng)濟(jì)性能的依據(jù)。在選擇電機(jī)時(shí)要避免“大馬拉小車”，應(yīng)使經(jīng)常負(fù)荷下的軸功率接近電機(jī)功率，并留有適當(dāng)余地。根據(jù)ηQ特性可以知道，離心泵在什么工況下工作效率最高。這就是ηQ曲線上的一個(gè)最高點(diǎn)。任何一臺(tái)離心泵都只是在一個(gè)很小的流量范圍里才有最高的效率，泵的標(biāo)牌上注明的一些性能都是在η最高時(shí)的性能，選用時(shí)一定要注意。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求，結(jié)合離心泵的特性曲線來選擇泵和使用泵，是保證離心泵正常運(yùn)行的首要條件，但生產(chǎn)上的可變因素很多，因此，在選擇泵時(shí)還是應(yīng)統(tǒng)籌的考慮上述三條特性曲線，使之在經(jīng)常運(yùn)行負(fù)荷時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳化。此外，前文曾提到離心泵的另一個(gè)性能參數(shù)，汽蝕余量。它也是選擇泵和使用泵的一個(gè)重要參數(shù)。汽蝕余量，它表示液流從泵入口到葉輪內(nèi)最低壓力點(diǎn)處的最低能量損失。這個(gè)參數(shù)越小，泵越不易發(fā)生汽蝕。汽蝕現(xiàn)象破壞泵的正常運(yùn)行，甚至毀壞泵的葉片及轉(zhuǎn)軸，因此，必須使泵入口端的壓頭高于物料在當(dāng)時(shí)條件下的飽和蒸汽壓，以防止物料汽化產(chǎn)生汽蝕，此高出之值稱為泵的必須汽蝕余量。四、離心泵的其它幾個(gè)特性比例定律離心泵轉(zhuǎn)速改變時(shí),其流量、揚(yáng)程和功率與轉(zhuǎn)速的近似關(guān)系見下面三個(gè)式子： 式中 —改變后的泵轉(zhuǎn)速值；、——轉(zhuǎn)速改變后泵的流量、揚(yáng)程與功率。上述的關(guān)系式稱作離心泵比例定律。依據(jù)此定律繪制的離心泵通用特性曲線如14 所示,由圖可直觀、方便地查得一臺(tái)離心泵在不同轉(zhuǎn)速下的各性能參數(shù)(流量、揚(yáng)程、功率、效率)的關(guān)系,以及泵轉(zhuǎn)速的允許變化范圍。圖14 離心泵不同轉(zhuǎn)速的特性曲線 圖15 離心泵經(jīng)葉輪切割的通用特性曲線 切割定律當(dāng)離心泵葉輪的出口直徑D被車削變小時(shí),離心泵的流量和揚(yáng)程均相應(yīng)地下降,其特性曲線移向原始直徑葉輪的特性曲線的下方,切削量越大(D越小)特性曲線 ( 見圖15)下移越遠(yuǎn)。應(yīng)用這一規(guī)律可以保證泵達(dá)到所需的流量和揚(yáng)程,并可擴(kuò)大一臺(tái)離心泵的流量、揚(yáng)程范圍,用于多種工況的運(yùn)行要求,對(duì)于制造廠可減少泵的生產(chǎn)品種,降低成本,并可應(yīng)用此規(guī)律滿足離心式煉油化工流程泵在更換新葉輪后揚(yáng)程增加5%(轉(zhuǎn)速不變)的要求。葉輪出口直徑的切割量與泵特性的關(guān)系稱為離心泵的切割定律,近似表示為： 式中 D’、——分別為經(jīng)切割后的葉輪出口直徑、流量、揚(yáng)程和功率。D、—分別為切割前葉輪的出口直徑、流量、揚(yáng)程和功率。應(yīng)用葉輪切割定律對(duì)離心泵葉輪切割的切割量是有限制的，以免泵的效率降低過多。葉輪出口直徑允許切割量對(duì)泵效率的影響見表下表。葉輪出口直徑允許切割量對(duì)泵效率的影響比轉(zhuǎn)速，≤6060～120120～200200～300300～350350以上允許切割量20%15%11%9%7%0效率每車小10%，下降1%每車小4%,下降1%—注: 1. 旋渦泵和軸流泵葉輪不允許切割。2. 葉輪外圓的切割一般不允許超過本表規(guī)定的數(shù)值,以免泵的效率下降過多。液體粘度對(duì)特性的影響當(dāng)被送液體的粘度增大時(shí),水力摩擦損失也隨之增大，QH曲線下移，即泵的流量和揚(yáng)程均下降，但泵的關(guān)死揚(yáng)程幾乎不變，同時(shí)泵的圓盤摩擦損失增加，泵的輸入功率增大，泵效率急劇下降 (見圖16)。泵制造廠一般只提供泵輸送清水時(shí)的性能曲線，當(dāng)被輸送液體的運(yùn)動(dòng)粘度值大于 2105m2/s 時(shí),即需對(duì)泵進(jìn)行性能修正,換算為輸送清水時(shí)性能進(jìn)行泵的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。 圖16 液體粘性對(duì)特性曲線的影響圖中虛線表示被送液體粘度增大后的性能曲線圖17 離心泵的工作范圍離心泵的工作范圍離心泵特性曲線 (QH 曲線)上的每一個(gè)點(diǎn)都表示泵的一個(gè)運(yùn)行工況,但其運(yùn)行效率最高工況點(diǎn)只有一點(diǎn), 稱作最佳工況點(diǎn)。離心泵的額定工況點(diǎn)以及煉油化工生產(chǎn)的正常操作工況點(diǎn)均應(yīng)選在泵的最佳工況點(diǎn)附近,煉油化工用離心泵要求泵的正常操作工況點(diǎn)在泵的額定工況點(diǎn)和最佳工況點(diǎn)之間。當(dāng)泵的運(yùn)行工況點(diǎn)遠(yuǎn)離最佳工況點(diǎn)時(shí),泵的效率將下降,運(yùn)行耗功增大,經(jīng)濟(jì)性差。一般以泵效率降低量達(dá)到5%～8% 時(shí),泵的對(duì)應(yīng)流量即為該泵最佳工況范圍的邊界流量。邊界流量的最大值 Qmax 和最小值Qmin與最高效工況點(diǎn)流量QN的關(guān)系為 , 一臺(tái)離心泵的葉輪經(jīng)切割可得到該泵的葉輪族，其直徑最大者為出口直徑未經(jīng)切削的原始葉輪，直徑最小者為切割量達(dá)到允許值的葉輪,與之對(duì)應(yīng)的 QH 曲線和各葉輪相似工況點(diǎn)拋物線之間所包圍的面積,即圖17中 ABCD 四點(diǎn)間的區(qū)域,為離心泵的工作范圍。如泵的工作點(diǎn)超出工作范圍，當(dāng)流量過小時(shí),離心泵的排出量將不連續(xù),同時(shí)伴有溫度升高、噪聲增大、振動(dòng)加劇等,其極限最小流量一般為 ～ (功率大于100kW 、比轉(zhuǎn)速 大于150 時(shí)取大值)。 當(dāng)流量過大時(shí),離心泵可能發(fā)生汽蝕和超載,極限最大流量一般為 ～。五、離心泵的工作點(diǎn)與調(diào)節(jié)管路特性曲線當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中時(shí)，泵應(yīng)提供的流量和壓頭應(yīng)依管路的要求而定。管路所需壓頭與流量的關(guān)系曲線稱為管路特性曲線，其方程用下式表示： He=A+BQe2在特定的管路中輸送液體時(shí)，管路所需的壓頭He隨液體流量Qe的平方而變。若將此關(guān)系標(biāo)在相應(yīng)的坐標(biāo)圖上，即得如圖18所示的He—Qe曲線。這條曲線稱為管路特性曲線，表示在特定管路系統(tǒng)中，于固定操作條件下，流體流經(jīng)該管路時(shí)所需的壓頭與流量的關(guān)系。此線的形狀由管路布局與操作條件來確定，而與泵的性能無關(guān)。離心泵的工作點(diǎn)若將離心泵的特性曲線HQ與其所在管路的特性曲線He—Qe繪于同一坐標(biāo)圖上，如圖18所示。兩線交點(diǎn)M稱為泵在該管路上的工作點(diǎn)。該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量和壓頭既能滿足管路系統(tǒng)的要求，又為離心泵所能提供，即Q=Qe，H=He。換言之，對(duì)所選定的離心泵，以一定轉(zhuǎn)速在此特定管路系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，只能在這一點(diǎn)工作。圖18 管路特性曲線與泵的工作點(diǎn)離心泵的流量調(diào)節(jié)離心泵在指定的管路上工作時(shí)，由于生產(chǎn)任務(wù)發(fā)生變化，出現(xiàn)泵的工作流量與生產(chǎn)要求不相適應(yīng)；或已選好的離心泵在特定的管路中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所提供的流量不一定符合輸送任務(wù)的要求。對(duì)于這兩種情況，都需要對(duì)泵進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上是改變泵的工作點(diǎn)。由于泵的工作點(diǎn)為泵的特性和管路特性所決定，因此改變兩種特性曲線之一均可達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。（1）改變閥門的開度改變離心泵出口管路上調(diào)節(jié)閥門的開度，即可改變管路特性曲線。例如，當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)，管路的局部阻力加大，管路特性曲線變陡，如圖19中曲線1所示。工作點(diǎn)由M點(diǎn)移至M1點(diǎn)，流量由QM降至OM1；當(dāng)閥門開大時(shí)，管路局部阻力減小，管路特性曲線變得平坦，如圖中曲線2所示，工作點(diǎn)移至M2，流量加大到QM2。采用閥門來調(diào)節(jié)流量快速簡便，且流量可以連續(xù)變化，適合化工連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，因此應(yīng)用十分廣泛。其缺點(diǎn)是，當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)，因流動(dòng)阻力加大需要額外多消耗一部分能量，且在調(diào)節(jié)幅度較大時(shí)離心泵往往在低效區(qū)工作，因此經(jīng)濟(jì)性差。圖19 改變閥門的開度時(shí)流量變化示意（2）改變泵的轉(zhuǎn)速改變泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)質(zhì)上是改變泵的特性曲線。如圖20所示，泵原來的轉(zhuǎn)速為n，工作點(diǎn)為M，若將泵的轉(zhuǎn)速提高到n1，泵的特性曲線H—Q向上移，工作點(diǎn)由M變至M1，流量由QM加大到QM1；若將泵的轉(zhuǎn)速降至n2，H—Q曲線便向下移，工作點(diǎn)移至M2，流量減少至QM2。這種調(diào)節(jié)方法能保持管路特性曲線不變。流量隨轉(zhuǎn)速下降而減小，動(dòng)力消耗也相應(yīng)降低，因此從能量消耗來看是比較合理的。但是，改變泵的轉(zhuǎn)速需要變速裝置或價(jià)格昂貴的變速原動(dòng)機(jī)，且難以做到流量連續(xù)調(diào)節(jié)，因此至今化工生產(chǎn)中較少采用。圖20 改變泵的轉(zhuǎn)速時(shí)流量變化示意（3）車削葉輪外徑也改變泵的特性曲線。用這種方法調(diào)節(jié)流量在一定范圍內(nèi)可保證泵在高效率區(qū)內(nèi)工作，能量利用較經(jīng)濟(jì)，但不方便，流量調(diào)節(jié)范圍也不大，且直徑減小不當(dāng)還會(huì)降低泵的效率，故應(yīng)用不廣泛。六、離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)操作在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)單臺(tái)離心泵不能滿足輸送任務(wù)要求時(shí)，可采用離心泵的并聯(lián)或串聯(lián)操作。設(shè)將兩臺(tái)型號(hào)相同的離心泵并聯(lián)操作，各自的吸入管路相同，則兩泵的流量和壓頭必各自相同，且具有相同的管路特性曲線。在同一壓頭下，兩臺(tái)并聯(lián)泵的流量等于單臺(tái)泵的兩倍。于是，依據(jù)單臺(tái)泵特性曲線工上的一系列坐標(biāo)點(diǎn)，保持其縱坐標(biāo)(H)不變、使橫坐標(biāo)(Q)加倍，由此得到的一系列對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)即可繪得兩臺(tái)泵并聯(lián)操作的合成特性曲線Ⅱ，如圖21所示。并聯(lián)泵的操作流量和壓頭可由合成特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)來決定。由圖可見，由于流量增大使管路流動(dòng)阻力增加，因此兩臺(tái)泵并聯(lián)后的總流量必低于原單臺(tái)泵流量的兩倍。假若將兩臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)操作，則每臺(tái)泵的壓頭和流量也是各自相同的，因此在同一流量下，兩臺(tái)串聯(lián)泵的壓頭為單臺(tái)泵的兩倍。于是，依據(jù)單臺(tái)泵特性曲線工上一系列坐標(biāo)點(diǎn)，保持其橫坐標(biāo)(Q)不變、使縱坐標(biāo)(H)加倍，由此得到的一系列對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)即可繪出兩臺(tái)串聯(lián)泵的合成特性曲線Ⅱ，如圖22所示。 同樣，串聯(lián)泵的工作點(diǎn)也由管路特性曲線與泵的合成特性曲線的交點(diǎn)來決定。由圖可見，兩臺(tái)泵串聯(lián)操作的總壓頭必低于單臺(tái)泵壓頭的兩倍。圖21 離心泵的并聯(lián)操作圖22 離心泵的串聯(lián)操作圖23 離心泵串并聯(lián)組合方式的選擇生產(chǎn)中究竟采用何種組合方式比較經(jīng)濟(jì)合理，則決定于管路曲線的形狀。對(duì)于管路特性曲線較平坦的低阻管路(如圖23中曲線a所示)，采用并聯(lián)組合，可獲得較串聯(lián)組合為高的流量和壓頭；對(duì)于管路特性曲線較陡的高阻管路(圖中曲線b)，采用串聯(lián)組合，可獲得較并聯(lián)組合高的流量和壓頭。對(duì)于值高于單泵所能提供最大壓頭的特定管路，則必須采用串聯(lián)組合方式。第三節(jié) 離心泵的日常運(yùn)行與維護(hù)一、精心設(shè)計(jì)、精心施工是確保離心泵正常運(yùn)行的前提①在設(shè)計(jì)中一定要詳細(xì)了解被輸送物料的物理化學(xué)性質(zhì)，有無腐蝕性、有無懸浮物、粘度大小、凝固點(diǎn)及汽化溫度飽和蒸汽壓等。②一定要詳細(xì)了解被輸送物料的工況：輸送溫度、壓力、流量、輸送高度、吸入高度、負(fù)荷變動(dòng)范圍等。③綜合上述兩方面的因素參閱離心泵的特性曲線，從而選出最適合生產(chǎn)實(shí)際使用的離心泵。④對(duì)一些要求較高的離心泵，應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮在吸入口前安裝過濾器，在出口閥后安裝止逆閥；同時(shí)應(yīng)在操作室及現(xiàn)場設(shè)置兩套監(jiān)控裝置，以應(yīng)付突發(fā)事故的發(fā)生。⑤在施工中應(yīng)嚴(yán)格按照離心泵的施工安裝規(guī)范進(jìn)行，并要有一套完善的質(zhì)量監(jiān)督制度及驗(yàn)收制度。安裝完畢后要進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)周期考核各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合要求的泵，才能交付生產(chǎn)。二、離心泵的操作及巡回檢查制度在操作時(shí)要嚴(yán)格按設(shè)備使用說明書執(zhí)行，以下操作程序供參考。①啟動(dòng)前準(zhǔn)備工作、入口管線的各部件，如閥門、法蘭、地腳螺釘、聯(lián)軸器、溫度計(jì)和壓力表等，看是否正常好用，油面應(yīng)在油標(biāo)的1/2—2/3處。，檢查泵的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，是否有不正常的聲音。軸封滲漏符合要求。，排除泵內(nèi)存氣，使泵內(nèi)充滿液體。使出口閥處于關(guān)閉狀態(tài)。，將密封油加夠，并進(jìn)行循環(huán)。，預(yù)熱速度不得超過50℃/h，每半小時(shí)盤車1801